L’interesse della comunità scientifica verso lo studio dei fattori ambientali che influenzano il nostro microbiota intestinale ha visto una crescita esponenziale degli studi negli ultimi anni. Stress, alimentazione, stile di vita, fumo, condizioni metereologiche, stagionalità e molti altri fattori sono tra i protagonisti di importanti alterazioni della composizione batterica all’interno del nostro intestino.

In particolare, grande importanza hanno assunto gli studi preclinici che hanno il grande vantaggio di poter controllare intensità, durata e finestra temporale dei fattori stressanti oltre a permettere di mantenere condizioni sorvegliate a livello di dieta, esercizio fisico, temperatura, umidità ed altri fondamentali fattori.

Tutto questo può rappresentare un prezioso aiuto per uno degli obiettivi principali del nostro gruppo di ricerca, andare ad investigare a fondo la relazione di comorbidità tra disturbi psichiatrici e disturbi metabolici, analizzando il ruolo chiave giocato dal microbiota intestinale. In questo contesto, diversi lavori scientifici hanno già evidenziato un impatto dello stress sul microbiota; tuttavia, in letteratura mancano ancora degli studi longitudinali che vadano a studiare la composizione batterica intestinale dalla gravidanza all’età adulta. Parallelamente rimane ancora da individuare un modello opportuno che riesca a studiare la relazione che intercorre tra microbiota intestinale, infiammazione e sviluppo cerebrale.

I dati presenti ad oggi in letteratura scientifica hanno dimostrato come l’esposizione a stress abbia conseguenze differenti nei maschi e nelle femmine e che non tutti sviluppano un fenotipo vulnerabile in risposta allo stesso evento stressante. Alcuni acquisiscono, infatti, delle risposte adattative che consentiranno loro di fronteggiare situazioni ed ambienti avversi nel corso della vita, mentre altri subiscono delle profonde modificazioni molecolari tali da alterare la loro capacità di rispondere allo stress, con un conseguente aumento della vulnerabilità verso lo sviluppo di un fenotipo patologico.

Recentemente il nostro gruppo di lavoro ha valutato, in un modello preclinico, come l’esposizione ad uno stress durante l’adolescenza possa influenzare la composizione del microbiota intestinale, riportando importanti effetti che si mantengono nel corso di tutta la vita, anche nelle fasi più avanzate. Per prima cosa abbiamo confermato che la comunità microbica intestinale si modifica costantemente nel corso della vita e questi cambiamenti legati a maturazione ed invecchiamento sono differenti in uomini e donne.

Per approfondire questo dato, abbiamo confrontato le alterazioni longitudinali della composizione e struttura del microbiota intestinale nel nostro modello in condizioni fisiologiche ed in seguito ad esposizione ad isolamento sociale durante l’adolescenza. Abbiamo scelto l’isolamento sociale come fattore stressogeno in quanto è importante valutare i suoi effetti, anche tenendo in considerazione il difficile periodo storico che stiamo vivendo, sotto gli effetti della pandemia da COVID-19, che ha portato tante persone alla privazione dei contatti sociali per periodi più o meno lunghi.

Ci siamo focalizzati sull’adolescenza in quanto periodo chiave dello sviluppo, in particolare di quello cerebrale, caratterizzato da numerosi meccanismi di neuroplasticità, durante i quali, il nostro organismo risulta particolarmente vulnerabile agli effetti dello stress. I nostri risultati hanno evidenziato come l’isolamento sociale induca diversi cambiamenti di breve e lunga durata nella composizione del microbiota intestinale e aumenti in maniera significativa i livelli di infiammazione cerebrale. Infatti, i livelli di espressione di diversi biomarcatori dell’infiammazione sono risultati più elevati nel gruppo soggetto a isolamento in diverse aree cerebrali.

Abbiamo poi messo in luce come i livelli di infiammazione centrale risultino strettamente correlati alle modificazioni della composizione del microbiota intestinale indotte dall’esposizione a stress. Infine, i nostri dati suggeriscono che il microbiota femminile possa essere più influenzato dallo stress rispetto a quello maschile.

Per approfondire questi dati, l’obiettivo dei nostri studi attuali è quello di ampliare le nostre conoscenze andando ad analizzare la finestra temporale della gravidanza, studiando come uno stress durante questo periodo particolarmente delicato dello sviluppo possa agire su più livelli nella prole, combinando informazioni come composizione del microbiota intestinale, permeabilità intestinale e livelli di infiammazione centrali e periferici.

La comunicazione tra cervello, intestino e sistema immunitario (che prende anche il nome di asse intestino-cervello-sistema immunitario) potrebbe essere il tassello mancante per riuscire a capire più a fondo i meccanismi di vulnerabilità e resilienza allo stress ed è importante riuscire a decifrare come questo possa già avere inizio durante la gravidanza. Il potere traslazionale di questi studi promette di rivelare come la manipolazione del microbiota intestinale possa essere una chiave importante per capire meglio i meccanismi del neurosviluppo, dell’invecchiamento ed il conseguente sviluppo di nuove terapie preventive mirate. Inoltre, potrebbe fornire in futuro un’opportunità di modificare in maniera mirata il microbiota intestinale per migliorare gli esiti di questi disturbi.